KR20040006878A - 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘덴서 소자의 양극부에 일정 두께의 보강재를 적층하여 적층 소자의 양극부와 음극부의 높이 차이를 보상하도록 한 적층형 콘덴서 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 평판형상의 다수개의 금속판을 마련하는 단계; 상기 금속판 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층을 중심으로 일측 단부를 양극부로 하고, 타측을 음극부로 하며, 상기 타측에 산화피막층 및 전해질층을 형성하여 상기 금속판에 다수개의 콘덴서 소자를 형성하는 단계; 상기 금속판의 다수개의 콘덴서 소자의 양극부에 일정 두께의 보강재를 적층하는 단계; 상기 절연층과 보강층이 형성된 상기 콘덴서 소자를 각각의 콘덴서 단위로 절단하는 단계; 및 상기 콘덴서 소자를 음극부 및 양극부 리드프레임 상에 적층시키는 단계를 포함하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘덴서 소자의 양극부에 일정 두께의 보강재를 적층하여 적층 소자의 양극부와 음극부의 높이 차이를 보상하도록 한 적층형 콘덴서 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고체전해 콘덴서는 도전성 고분자 등의 유기물 또는 금속 산화물 등의 무기물을 고체 전해질로 사용하며, 통상적으로 고용량을 구현하기 위하여 적층형으로 형성된다. 고체전해 콘덴서는 얇은 판상의 콘덴서 소자가 다수개 적층되고, 다시 리드 프레임과 연결되어 고체전해 콘덴서를 이루게 된다.
적층형 콘덴서 소자(100)의 구조는 도 1에 도시한 바와 같다. 적층형 콘덴서 소자(100)에는 양극부(102)와 음극부(103)가 형성되며, 음극부에는 산화피막층 및 전해질층이 형성되어 양극부(102)보다 두껍게 된다. 이와 같은 콘덴서 소자(100)는 다수개가 적층되어 음극 및 양극 리드프레임과 연결되며, 또한 상기와 같이 적층된 다수개의 콘덴서 소자들이 다시 여러개 적층되어 하나의 고체 전해 콘덴서를 형성하게 된다.
상기와 같이 콘덴서 소자(100)의 음극부(103)가 양극부(102)보다 두껍게 형성되기 때문에 콘덴서 소자(100)의 적층 시에 어려움이 있게 된다. 즉, 음극부와 양극부의 두께 차이에 의해 각 콘덴서 소자(100)를 적층할 때 양극부(102)를 구부려서 용접 등의 방법으로 접합시켜야 한다. 이와 같이 양극부가 구부려지는 현상에 의해 양극부와 음극부의 경계부근에서 응력 집중이 일어나게 되고, 그 결과 균열이 발생하게 되어 콘덴서의 성능이 약화되는 문제가 있어왔다. 또한, 적층하는 콘덴서소자(100)의 개수가 증가할수록 양극부의 구부러짐이 심해져서 적층 가능한 소자의 수에 한계가 있게 되며, 이로 인해 고용량의 고체전해 콘덴서를 제작하는데 문제가 있었다. 그 외에 상기와 같은 두께차이에 의해 소자(100)간의 접합, 특히 양극부의 접합이 어렵게 되며, 리드 프레임의 구조가 복잡하게 되어 공정수가 증가하게 되는 문제가 있는 것이다.
따라서 양극부와 음극부의 두께 차이를 보상할 수 있는 적층형 콘덴서의 제조방법이 당 기술분야에서 요구되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘덴서 소자의 양극부에 음극부와 양극부의 두께 차이를 보상할 수 있는 보강재를 형성하여 콘덴서 소자들의 적층을 보다 안정되게 할 수 있는 적층형 콘덴서 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 콘덴서 소자의 조립시 발생되는 양극부의 휘어짐, 절단 및 변형 등의 불량요인을 제거하고, 성능이 향상된 적층형 콘덴서 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 리드 프레임을 구부리거나 절곡하여 형성할 필요없이, 보다 단순한 형상의 리드 프레임을 사용할 수 있는 적층형 콘덴서 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 적층형 콘덴서 소자들이 적층되어 형성된 고체전해 콘덴서의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 보강재를 형성한 적층형 콘덴서의 실시예의 단면도이다.
도 3은 도 2의 콘덴서의 콘덴서 소자의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 보강재를 형성한 적층형 콘덴서의 다른 실시예이다.
도 5는 본 발명에 의한 보강재를 갖는 콘덴서 소자의 제조공정을 순차적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 음극부2: 양극부
4: 금속판5: 보강재
10: 콘덴서소자12: 산화피막층
13: 전해질층
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 평판형상의 다수개의 금속판을 마련하는 단계; 상기 금속판 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층을 중심으로 일측 단부를 양극부로 하고, 타측을 음극부로 하며, 상기 타측에 산화피막층 및 전해질층을 형성하여 상기 금속판에 다수개의 콘덴서 소자를 형성하는 단계; 상기 금속판의 다수개의 콘덴서 소자의 양극부에 일정 두께의 보강재를 적층하는 단계; 상기 절연층과 보강층이 형성된 상기 콘덴서 소자를 각각의 콘덴서 단위로 절단하는 단계; 및 상기 콘덴서 소자를 음극부 및 양극부 리드프레임 상에 적층시키는 단계를 포함하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 보강재를 형성한 적층형 콘덴서의 실시예의 단면도이고, 도 3은 도 2의 콘덴서의 콘덴서 소자의 단면도이다.
도 2 및 도 3의 콘덴서 소자(10)는 평판형상의 금속판(4)이 마련되어 있고, 상기 금속판(4)의 일부는 화성공정에 의하여 유전체 산화 피막층이 형성된 음극부(1)가 되고 나머지 부분이 양극부(2)가 된다. 여기서 유전체 산화 피막층은 금속판의 표면을 에칭에 의하여 조면화시킨 후 화성공정으로 형성된 유전체 층으로써 알루미나, 산화 탄탈 등과 같은 산화물이다.
도 3에서 상기 양극부(2) 및 음극부(1)는 절연층(11)으로 분리되어 있다. 절연층(11)은 음극부(1)와 양극부(2)를 전기적으로 절연함과 동시에, 음극부(1)에 산화 피막층과 전해질층을 형성할 때 양극부에 산화 피막층이나 전해질층이 형성되는것을 막기위해 서로 구분하기 위한 것으로써, 일반적인 내열성 수지를 사용할 수 있고, 통상적으로 공정상에서는 테입 형태로 부착되며, 이는 후술하기로 한다. 음극부(1)에는 화성공정에 의한 산화피막층(12) 및 열분해 공정 등에 의한 전해질층(13)이 형성된다. 전해질층(13)은 도전성 고분자 등을 사용하여 형성하게 된다. 상기와 같이 음극부(1)에 형성되는 산화피막층(12)과 전해질층(13)에 의해, 음극부(1)는 양극부(2)보다 두께가 두껍게 된다. 따라서 이와같은 두께 차이를 보강하기 위하여 본 발명에서는 보강재를 사용하였다.
보강재(5)는 도 2의 리드 프레임(7,9)과 같은 금속성 재료, 또는 금속판(4)과 같은 재료, 즉 알루미늄과 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 양극부(2)의 일면 또는 상하 양면에 부착된다. 보강재(5)는 양극부의 상하 양면에 부착될 때는 음극부의 일면의 두께와 같은 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 음극부(1)에는 산화피막층(12) 및 전해질층(13)이 상하 양면에 형성되기 때문에, 양극부(2)에는 상기 음극부(1)의 일면의 두께, 즉 전체 두께의 약 절반과 같은 두께의 보강재(5)를 형성하게 된다.
또한 보강재(5)가 양극부(2)의 일면에만 형성될 때는 보강재(5)는 상기 음극부(1)의 일면에 형성된 산화피막층(12) 및 전해질층(13)의 두배의 두께를 갖는 것이 바람직하게 된다. 이는 양극부의 일면에만, 예를 들어 상면에만 보강재가 형성되면, 콘덴서 소자에 차례로 적층되는 다른 콘덴서 소자 양극부의 하면까지 보강재가 미치도록 하여 두께차이를 보상해 주어야 하기 때문이다. 이러한 실시예는 도 4에 도시되어 있다.
이하에서는, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 보강재를 갖는 콘덴서 소자의 제조방법을 설명하도록 한다. 도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 의한 보강재를 갖는 콘덴서 소자의 제조공정을 순차적으로 도시한 도면이다.
먼저 평판형상의 금속판(4)을 마련한다. (단계 a) 상기 금속판(4)은 알루미늄, 탄탈, 니오브, 티탄 등의 여러 금속이 될 수 있다. 금속판(4)의 형상은 양극부가 될 일단이 서로 연결되어 있으며, 타단은 콘덴서 소자의 형상으로 서로 분리되어 다수개 형성되어 있다. 상기 양극부와 음극부의 형성은 다음 단계에서 이루어진다.
상기 금속판(4)에 절연용 테입(11)을 부착한다. (단계 b) 절연용 테입(11)은 절연층의 역할을 하는 것으로, 이에 의해 금속판(4)의 양극부(2)와 음극부(1)를 구분하게 된다. 따라서 절연용 테입(11)의 일측, 즉 도면에서 상부측은 양극부(2)가 되고, 절연용 테입(11)의 타측, 즉 도면에서 하부측은 음극부(1)가 된다. 여기서 상기 음극부(1)에 산화피막층(12) 및 전해질층(13)을 형성한다.
상기 양극부(2)에 일정 두께를 갖는 보강재(5)를 부착한다.(단계 c) 보강재(5)는 전체적인 콘덴서의 크기를 고려하여 부착한다. 보강재(5)는 음극부와 양극부의 두께 차이 만큼 형성되며, 상기 양극부(2)의 일면 혹은 양면에 형성될 수 있다. 보강재(5)가 양극부(2)의 양면에 형성되는 경우, 각각의 보강재의 두께는 상기 음극부(1)의 일면의 두께와 동일한 것이 바람직하게 된다. 또한 보강재(5)가 양극부의 일면에만 형성되는 경우, 각각의 보강재의 두께는 상기 음극부(1)의 일면의 두께의 두배가 되는 것이 바람직하다.
상기 보강재는 양극부에 용접, 접착 등의 방법으로 부착된다. 즉, 상기 보강재와 다수개의 콘덴서 소자는 서로 스폿 용접을 통해 적층될 수 있으며, 또한 도전성 페이스트를 각각의 접촉표면에 도포하는 것에 의해 적층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 보강재는 콘덴서 소자들과 함께 적층 형성되는 리드 프레임의 재질과 동일한 것으로 형성될 수 있으며, 금속판(4)과 같은 재질로 형성되는 것도 가능하다. 이는 보강재를 통해 각각의 양극부들이 리드 프레임에 전기적으로 연결되도록 하기 위함이다.
상기와 같이 보강재를 금속재질로 형성하도록 하였기 때문에 리드 프레임이 각각의 콘덴서소자의 양극부와 접속될 필요가 없게 되어, 리드프레임의 형상이 단순화되고, 리드프레임을 접속하는 공정이 간단하게 된다.
상기와 같이 절연층과 보강재(5)가 형성된 다수개의 콘덴서소자를 각각의 소자별로 분리하고, 일정한 개수로 적층 시키게 된다. (단계 d) 이때 보강재는 금속판에 부착된 여러 개의 콘덴서 소자에 동시에 형성되는 것이며, 이를 절단 단계에서 각각의 콘덴서 소자별로 절단하게 된다. 이러한 공정은 각 소자별로 양극부의 보강재를 별도로 형성하여 각각 부착하는 불필요한 공정을 단순화하거나 또는 제거한 것이다.
콘덴서소자를 분리할 때는 단계 c의 점선(절단기준선)을 따라서 절단하게 된다. 이때 다수개의 콘덴서 소자들이 여러 개 형성되며, 보강재(5)를 사용하여 양극부(2)와 음극부(1)의 높이차(또는 두께차)를 없게 형성하였으므로 리드프레임 상에 적층이 손쉽게 이루어진다. 적층은 용접(스폿 용접, 또는 레이저 용접), 또는 도전성 페이스트를 콘덴서 소자의 면에 도포하여 가압 접착하는 것에 의해 이루어진다. 도면에서 (d)는 보강재가 형성된 하나의 콘덴서 소자를 도시하고 있는 것이며, 적층된 콘덴서 소자들의 단면도는 도 2에 도시된 바와 동일하다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 보강재를 각각의 콘덴서 소자의 양극부에 일정한 너비와 두께로 한꺼번에 형성하도록 하여, 음극부와 양극부의 높이가 보강된 콘덴서 소자를 다수개 제조할 수 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 콘덴서 소자의 양극부에 음극부와 양극부의 두께 차이를 보상할 수 있는 보강재를 형성하여 콘덴서 소자들의 적층을 보다 안정되게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 콘덴서 소자의 조립시 발생되는 양극부의 휘어짐, 절단 및 변형 등의 불량요인을 제거할 수 있고, 보다 향상된 성능을 갖는 적층형 콘덴서를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 리드 프레임을 구부리거나 절곡하여 형성할 필요없이, 보다 단순한 형상의 리드 프레임을 사용할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 콘덴서 소자별로 절단하여 적층하기 전에 절연층 및 보강재를 일체로 형성하기 때문에 제작공정이 단순해지는 효과가 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
Claims (6)
- 평판형상의 다수개의 금속판을 마련하는 단계;상기 금속판 상에 절연층을 형성하는 단계;상기 절연층을 중심으로 일측 단부를 양극부로 하고, 타측을 음극부로 하며, 상기 타측에 산화피막층 및 전해질층을 형성하여 상기 금속판에 다수개의 콘덴서 소자를 형성하는 단계;상기 금속판의 다수개의 콘덴서 소자의 양극부에 일정 두께의 보강재를 적층하는 단계;상기 절연층과 보강층이 형성된 상기 콘덴서 소자를 각각의 콘덴서 단위로 절단하는 단계; 및상기 콘덴서 소자를 음극부 및 양극부 리드프레임 상에 적층시키는 단계를 포함하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 보강재는 상기 리드프레임과 같은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 보강재, 상기 리드프레임과 상기 다수개의 콘덴서 소자의 적층은 스폿 용접을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 보강재, 상기 리드프레임과 상기 다수개의 콘덴서 소자의 적층은 도전성 페이스트를 도포하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 보강재의 두께는 상기 음극부의 일면에 형성된 산화피막층 및 유전체층의 두께의 2배이며, 상기 양극부의 일면에만 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 보강재는 상기 음극부의 일면에 형성된 산화피막층 및 유전체층의 높이와 동일하며, 상기 양극부의 일면 및 그에 대응하는 타면에 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖는 적층형 콘덴서 제조방법.
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2002
- 2002-07-16 KR KR1020020041456A patent/KR20040006878A/ko not_active Application Discontinuation
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